Glühlampe adé was nun?

Transkript

1 Glühlampe adé was nun? Veranstalter: Bund Naturschutz, Arbeitsgruppe Neue Energie in Kooperation mit der VHS Vortragende: Dr. Karl-Peter Frohmader, Heinz Horbaschek in Zusammenarbeit mit Johannes Kollinger, Agenda 21, Herzogenaurach Hervorgegangen aus einem Projekt mit dem Albert-Schweitzer- Gymnasium Erlangen für den Umweltschultag 2013 update

2 Beleuchten im Haushalt womit? Die Glühlampe ist verboten! Die Alternativen: Leuchtstofflampe Energiesparlampe weiße LED sind vielen noch ein ziemliches Buch mit sieben Siegeln Wir wollen mit dieser Präsentation ein wenig Licht in dieses Dunkel bringen.

3 Was ist Licht was sehen wir 0,01 nm 1 nm 100 nm 1mm 1 cm 1 km ca. 500 THz oder 500x10 12 Hz 300 khz 400 nm Sichtbarer Bereich 700 nm

4 Spektrum des Sonnenlichts

5 Spektrum des Sonnenlichtes u. Augenempfindlichkeit relative Einheiten UV Wellenlänge in nm Wärmestrahlung ASTM_173_03_St andard_sonnenspe ktrum_am_1,5 (Direct+Circumsolar) Augenempfindlichkeitskurve (Tagsehen, 1995) Sichtbares Spektrum Sichtbares Spektrum und Intensität

6 Allgemeine Informationen zur Beleuchtung Mensch ist über die Evolution konditioniert auf: Tag = Tageslicht = Wachzustand Dämmerung = rötlicheres Sonnenlicht = Entspannung Nacht = kein Licht = Schlaf Kunstlicht spielt heute in unserem Leben eine wichtige Rolle: Es ermöglicht uns, nachts zu sehen Ist notwendig für die Arbeit und Freizeit Es beeinflusst Stimmung und Wohlbefinden Also ergeben sich besondere Anforderungen an die Eigenschaften von Kunstlicht je nach Anwendung nebenbei: Mit elektrischer Energie erzeugtes Licht kostet auch Geld Die Erzeugung elektrischer Energie belastet die Umwelt

7 Anforderungen an die Eigenschaften von Kunstlicht je nach Anwendung Arbeitsstätten = Wachzustand = Tageslicht Tagesausklang = Entspannung = abgeschwächtes, rötlicheres Sonnenlicht Anforderungen an das Kunstlicht betreffen daher: Lichtzusammensetzung (Lichtfarbe, Spektrum,...) Helligkeit Deshalb ist eine genauere Analyse der Leuchtmittel ( Lampen ) unerlässlich!

8 Wichtige Eigenschaften von Lampen Helligkeit Elektrische Leistung Wirkungsgrad der Lichterzeugung Lichtfarbe Lampenarten und Abstrahlwinkel Einschalt-Zyklenfestigkeit Lebensdauer Einschaltverhalten

9 Helligkeit von Leuchtmitteln Es gibt verschiedene Begriffe, welche die Helligkeit einer Leuchte definieren (früher hat die Watt- Zahl gereicht! ): Lichtstrom Lichtstärke Beleuchtungsstärke Lichtleistung einer Lampe, gemessen in Lumen (lm). Teil des Lichtstromes, der in eine bestimmte Richtung strahlt, Einheit Candela (cd). 1 cd = 1 lm/(einheits-raumwinkel sr=1) Sie gibt an, wie viel Licht (Lichtstrom) auf eine bestimmte Fläche (m 2 ) fällt in Lux (lux) = (lx = lm/m 2) Um verschiedene Leuchtmittel vergleichen zu können wird der Lichtstrom, gemessen in Lumen (lm), verwendet. Dieser Wert wird häufig auf der Verpackung der Lampen angegeben. Er ist ein guter Vergleichswert, wenn verschiedene Lampen hinsichtlich der Helligkeit verglichen werden sollen. Bei Strahlern (z.b. Reflektorlampen) wird häufig die Lichtstärke in Candela (cd) angegeben. Für Vergleiche muss dann aber auch der Strahlwinkel berücksichtigt werden.

10 Lichtstrom Der Lichtstrom beschreibt die gesamte abgegebene Lichtleistung (in lm), die in die gesamte Umgebung von der Lichtquelle abgegeben wird.

11 Lichtstärke (cd) und Raumwinkel (Steradiant sr) Die Lichtstärke wird in der Einheit Candela (cd) gemessen. Sie sagt aus, wie hoch der Lichtstrom in (lm) einer Lichtquelle in einem bestimmten Raumwinkel (gemessen als Steradiant sr ) ist. Also x cd = y lm / Steradiant sr = z (1 cd = d lm / Steradiant sr = d ) Raumwinkel: Maßeinheit Steradiant sr. sr = 1, wenn das ausgeschnittene Oberflächenteil einer Kugel (mit Radius r) genau die Fläche r 2 hat.

12 Beleuchtungsstärke (lx) Die Beleuchtungsstärke beschreibt die Helligkeit an einem bestimmten Ort, z.b. an einem Arbeitsplatz. Die Beleuchtungsstärke mit dem Formelzeichen E wird in der Maßeinheit Lux (lx) gemessen. Sie gibt an, welcher Lichtstrom (lm), der von einer Lichtquelle ausgesendet wird, auf eine betrachtete Fläche (m 2 ) auftrifft. Also x lx = y lm / z m 2 1 lx = 1 lm / m 2 Dabei entspricht ein Lux der Beleuchtungsstärke, die sich ergibt, wenn eine Lichtquelle mit einem Lumen eine Fläche (f) von einem Quadratmeter gleichmäßig mit ihrem Licht ausleuchtet. Anzumerken ist, dass die Beleuchtungsstärke mit dem Quadrat der Entfernung von der Lichtquelle abnimmt. lm lm lx lux Fläche

13 Wichtige bekannte Eigenschaften von Lampen Helligkeit Elektrische Leistung Wirkungsgrad der Lichterzeugung Lichtfarbe Lampenarten und Abstrahlwinkel Einschalt-Zyklenfestigkeit Lebensdauer Einschaltverhalten

14 Lichtfarbe Lichtfarbe Das Maß für die Lichtfarbe eines Leuchtmittels ist die Farbtemperatur. Sie wird in der Maßeinheit Kelvin angegeben. Für übliche Lichtquellen bewegt sich ihr Wert zwischen 2500 und 6700 Kelvin. Je niedriger dieser Wert bei einer Lichtquelle ist, desto wärmer empfindet man das Licht. Eine herkömmliche Glühbirne strahlt ein gelb- rötliches Licht aus und erreicht einen Wert von ca K. Energiesparlampen und LEDs sind mit Farbtemperaturen zwischen 2300 und 7000 K erhältlich. Eine Vergleichbarkeit der Energiesparlampen wird durch folgende Vereinfachung möglich: K: Warmweiß, glühlampenlicht-ähnlich, als gemütlich und behaglich empfunden. (Geeignet für Wohn- und Schlafräume!) 4000 K: Neutralweiß, sachliche Atmosphäre, schon Kunstlichtcharakter K: Tageslichtweiß oder Kaltweiß, kaltes Licht, wirkt technisch, aber anregend. Zu hoher Blauanteil steht auch im Verdacht, das Einschlafen zu erschweren! (Also in Arbeits-/Büroräumen aber nicht in Schlafräumen verwenden)

15 Beispiel unterschiedlicher Farbtemperatur Kompaktleuchtstofflampen mit unterschiedlicher Farbtemperatur 2700 K 6500 K

16 Farbwiedergabe Farbwiedergabe Die Farbwiedergabe einer Lampe bezeichnet die Wirkung, die ihr Licht auf farbige Gegenstände hervorruft. Die Bewertung der Farbwiedergabe erfolgt durch den Index Ra Je niedriger der Index, desto schlechter ist die Farbwiedergabe, d.h. z.b. Gesichter wirken fahl, Gemüse unappetitlich. Ursache für eine schlechte Farbwiedergabe: Es fehlt im Lichtspektrum ein Teil oder ein Teil ist überbetont. Eine Lichtquelle, deren Licht alle Spektralfarben enthält, z. B. das Sonnenlicht, lässt die Farben der beleuchteten Gegenstände natürlich aussehen - die Farbwiedergabe ist optimal. Sonnenlicht, Glühlampen Ra bis 100 Leuchtstofflampen Ra Kompaktleuchtstofflampen (Energiesparlampen) Ra LEDs Ra 80-95

17 Beispiel der schlechten Farbwiedergabe : Natriumdampflampen Kaum Blauanteile in dem eingeschränkten Spektrum!

18 Wichtige Eigenschaften von Leuchtmitteln Helligkeit Elektrische Leistung Wirkungsgrad der Lichterzeugung Lichtfarbe Lampenarten und Abstrahlwinkel Einschalt-Zyklenfestigkeit Lebensdauer Einschaltverhalten

19 Glühlampen Glühlampen sind das älteste und bisher am häufigsten verwendete Leuchtmittel. Durch das Verfahren, dass die Glühwendel zum Glühen gebracht wird, erzeugt sie sehr viel Wärme, was zumindest im Sommer nicht gewünscht ist. Nur 3% der Energie wird in Licht umgewandelt. Elektrische Leistung 25 W 40 W 60 W 75 W 100 W Kosten pro Lampe ca. 1-2 Mittlere Nennlebensdauer 1000 h Lichtstrom (Lumen) Lichtausbeute (Lumen / Watt) ca lm/w Lichtfarbe Warmweiß (Lichtfarbe 2700 K)

20 Halogenlampen Eine Weiterentwicklung der Glühlampe ist die Halogenlampe, bei der der Kolben mit Halogengas gefüllt ist. Wesentliche Vorteile: höhere Lichtausbeute bis zu etwa lm/w, längere Lebensdauer, z. B Stunden, konstanter Lichtstrom, weißere Lichtfarbe und kleine Abmessungen. Trotzdem wird noch sehr wenig Energie in Licht umgewandelt. Halogenstiftlampe mit Fassung GU 5.3 Halogenstrahler mit Fassung GU 4 Halogenbrennstab für Lampen-Fassungen R7s

21 Sparsame Halogenlampen (IRC) Seit etwa 2009 auf dem Markt, mit etwa 30% weniger Stromverbrauch bei gleichem Lichtstrom. Erreicht durch eine Infrarotbeschichtung, durch die die Wärme im Glaskolben gehalten wird. Als Abkürzung in der Typenbezeichnung findet man oft auf der Verpackung IRC, was Infra Red Coated, bzw. Infrarot beschichtet bedeutet. Angeblich etwa doppelt so lange Lebensdauer ( h) wie Standard- Halogenlampen ( h). Wenn Sie Halogenlampen nicht durch sparsame Lampen ersetzen können, sollten Sie nur noch die IRC-Halogenlampen kaufen. IRC Halogenlampe in Glühlampenform mit E27 Fassung. IRC Halogenlampe mit GY6.35 Sockel IRC Halogenlampe in Kerzenform mit E14 Sockel. IRC Strahler mit E14 Sockel.

22 Spektrum der Glühlampen Glühlampen-, Sonnen-Emissionsspektrum und Augenempfindlichkeitskurve 80 Glühlampe 60 W re la tive E in h e ite n UV Glühlampe Wärmestrahlung ASTM_173_03_Standard_ Sonnenspektrum_AM_1,5 (Direct+Circumsolar) Augenempfindlichkeitskurve (Tagsehen, 1995) Wellenlänge in nm Sichtbares Spektrum und Intensität

23 Leuchtstofflampen Leuchtstofflampen gehören zu den Niederdruck-Gasentladungslampen. In dem Glasrohr, das mit einem fluoreszierenden Leuchtstoff beschichtet ist werden als Gasfüllung Quecksilber-Edelgas-Gemische verwendet. Leuchtstofflampen sind um ein Vielfaches effizienter als Glühlampen. Je nach Modell setzen sie etwa 25 Prozent der Energie in sichtbares Licht um. Gegenüber der Glühlampe sparen sie bis zu 80 Prozent Strom. Zudem ist die mittlere Lebensdauer um ein Vielfaches höher. Da Leuchtstofflampen giftiges Quecksilber enthalten müssen sie sachgerecht entsorgt werden.

24 Kompaktleuchtstofflampe (Energiesparlampe) Diese Energiesparlampen basieren auf den Leuchtstofflampen, nur dass sie wesentlich kompakter sind (Kompaktleuchtstofflampen). Sie verbrauchen erheblich weniger Energie als die Standardglühlampe. So entspricht eine 11 W Energiesparlampe in etwa einer 60W Glühlampe. Neben den Vorteilen der Energieersparnis gibt es aber auch Nachteile, z.b. enthalten (flüssiges) Quecksilber Helligkeit steigt nach dem Einschalten erst langsam Häufiges Ein- und Ausschalten kann die Lebensdauer herabsetzen in der Regel nicht dimmbar Gewendelte Lampe mit E27 Fassung Gerade Lampe mit E27 Fassung Lampe in Kerzenform mit E27 Fassung Mini Globe Lampe mit E14 Sockel

25 100 Emissionsspektren von Energiespar- und Leuchtstofflampen relative Einheiten UV Wellenlänge in nm Wärmestrahlung Spektrum im sichtbaren Bereich Leuchtstoffröhre_ Tageslicht_konv._ VorschGer_Otto1 Sichtbares Spektrum (Sonne)

26 Emissionsspektren von Energiespar-, Leuchtstofflampen, der Sonne und die Augenempfindlichkeitskurve relative Einheiten UV Wellenlänge in nm Wärmestrahlung Leuchtstoffröhre_ Tageslicht_konv._ VorschGer_Otto1 ASTM_173_03_S tandard_sonnens pektrum_am_1,5 (Direct+Circumsol ar) Augenempfindlichkeitskurve (Tagsehen, 1933) Spektrum im sichtbaren Bereich Sichtbares Spektrum (Sonne)

27 LEDs (Light Emitting Diode) Die neueste Entwicklung sind LED-Lampen. Die Abkürzung LED heißt Light Emitting Diode, ( Licht emittierende Diode ). LED-Lampen sind sehr Strom sparend. Sie erreichen derzeit eine Lichtausbeute von ca. 50 bis über 100 Lumen pro Watt. (Glühlampe ca. 10 lm/w) Die Kosten für LEDs sind derzeit noch etwas höher Vorteile sehr wenig Energieverbrauch in vielen Varianten und Formen erhältlich verschiedene Lichtfarben wählbar, kontinuierliches Spektrum ähnlich dem Sonnelicht bzw. der Glühlampe! Lebensdauer ein Vielfaches im Vergleich zur Glühlampe geringere Erwärmung im Vergleich zur Glühlampe enthalten kein (flüssiges) Quecksilber sofort nach dem Einschalten volle Helligkeit können sehr häufig Ein- und Aus geschaltet werden

28 Prinzip Leuchtstofflampe und LED Kathode Sichtbares Licht Elektron UV- Licht < 400 nm Leuchtschicht Quecksilber-Atom Beim Zusammenprall von Elektronen mit den Quecksilber- Atomen ensteht nicht sichtbare UV-Strahlung, die über die Leuchtschicht in sichtbares Licht umgewandelt wird LED Chip Phosphor Blaue Lumineszenz Phosphoreszenz in neuen Farben Elektrischer Anschluss

29 Verschiedene Bauformen und Fassungen von LEDs LED Kugeln, (Globes) E27 Fassung LED Strahler 230 V, GU 10 Fassung LED Kerze E14 Fassung LED in Form einer Leuchtstofflampe LED Strahler 12 V, GU 5.3 Fassung Das Angebot an LEDs ist mittlerweile sehr groß. Daher sollte man die Kriterien kennen, nach denen man sie aussucht. (Kaum ganz kleine Lampen möglich.) LED Strahler, LED Strahler, E14 Fassung LED Kolben, E27 Fassung

30 100 Spektrum einer LED, des Sonnenlichtes und Augenempfindlichkeit relative Einheiten UV Wellenlänge in nm Wärmestrahlung LED_Philips_ca 800 lm ASTM_173_03_Standard_ Sonnenspektrum_AM_1,5 (Direct+Circumsolar) Augenempfindlichkeitskurve (Tagsehen, 1933) Spektroskopie Philips LED

31 Spektrenvergleich Glühlampe - Energiesparlampe LED mit Augenempfindlichkeit relative Einheiten Wellenlänge in nm Glühlampe 60 W Energiesparlampe_ Gut&Günstig _ca. 800 lm LED_Philips_ca 800 lm ASTM_173_03_ Standard_Sonne nspektrum_am_1,5 (Direct+Circumso lar) Augenempfindlichkeitskurve (Tagsehen, 1995)

32 Beispiele von Angeboten für LEDs Philips Globe, ersetzt Watt Glühlampe, warmweiß Energieeffizienzklasse A+ Lichtleistung 806 lm Stromverbrauch 9,5 watt Farbtemperatur warmweiß, 2700 K Lebensdauer Std (Homepage Std) Schaltzyklen Leuchtmittellänge 103 mm Fassung E 27 Farbwiedergabeindex --- Von Homepage : Abstrahlwinkel 150 Farbkonsistenz 6 SDCM Stabilität der Farbe während der Lebensdauer Bewertung: Sehr zu empfehlen, nach unten gerichtet sehr hell Preis aktuell 9,95 Euro

33 Beispiele von Angeboten für LEDs Was fällt bei diesem Angebot auf? Lebensdauer h: Helligkeit 1080 lm: Effizienz 90 Lumen/Watt: Farbwiedergabe RA = 80: akzeptabel hell (entspricht ca W Glühbirne) sehr gut OK Empfehlung: als Ersatz für Glühbirnen kaufen, abhängig vom aktuellen Preis

34 Berechnung von Spotlampen Lumen 350 lm Abstand in Meter 1,2 m Abstrahlwinkel 35 Beispiel Leselampe: Abstand 1,2 m 350 lm Winkel 35 Durchmesser beleuchtete Fläche 0,76 cm Beleuchtungsstärke 835 lx Lichtstärke 12o3 cd Andere Maße: Candela Beleuchtungsstärke lux Durchmesser Fläche Fläche in qm cm 0,45 qm 1,8 m Abstand, 35 : 1203 cd; 371 lx; 1,14 m Ø 1,2 m: Winkel 50 : 594 cd; 412 lx; 1,12 m Ø 1,2 m Winkel 20 : 2349 cd; 1632 lx; 0,53 m Ø Einfache Berechnung unter:

35 Umrechnung lm in cd bei bestimmtem Winkel Öffnungswinkel ( )

36 Lumen und Candela bei Abstrahlwinkel stimmen die Angaben? 7,95 Euro Hornbach Angebot eines guten LED-Strahlers, Lumen sind OK, 5 Jahre Garantie!, aber: Referenz 60 Watt übertrieben, Messungen ergeben tatsächlich nur 400 cd statt theoretisch 1000 cd, Grund: wenig abgegrenzter Winkelbereich, Angabe der lm innerhalb 90 fehlt noch

37 Lumen und Candela bei Abstrahlwinkel stimmen die Angaben? Alle vorgeschriebenen Angaben auf der Packung 5 Jahre Garantie! Nachmessung bestätigt weitgehend die Richtigkeit der Angaben. Optimales Lese-und Arbeitslicht in 1m Entfernung 800 lux gemessen!

38 Einfache Abschätzung für Spotlampen Beispiel Ersatz einer vorhandenen Niedervolt- Halogenlampe mit 35 Watt und 35 Abstrahlwinkel durch LED : LED mit gleichem Abstrahlwinkel wählen LED wählen für Schlafzimmer mit ca K Warmton, für Arbeitstisch-Lampe mit ca K Neutralweiß oder mit ca K Kaltweiß Lumen der Halogenlampe sind zwar ca. 600 lm, jedoch hat sie Reflektor- und Front-Glasverluste. Daher sind bei der LED nur ca. 350 lm notwendig! Trafo ausprobieren, ob er mit der LED richtig funktioniert, sonst ggf. passenden kaufen.

39 Stimmen alle Angaben? Preiswerte, gute LED mit langer Garantie, sehr hohe Schaltfestigkeit Angabe: entspricht 25 Watt Glühlampe Messwerte: entspricht aber sogar einer 30 Watt Glühlampe

40 Beispiel sehr effizienter Linearlampe 60 cm Version, alle Längen verfügbar Verschiedene Lichtfarben erhältlich sehr hohe Lichtausbeute > 100 lm/watt entspricht 100 Watt Glühlampe Optimaler Abstrahlungswinkel Direkt wechselbar bei Standard Startersystem für Leuchtstofflampen

41 Filament LED Neuerdings kommen klare LED Lampen auf den Markt, die beim Leuchten Glühlampen täuschend ähnlich sehen. Hier sind viele kleine LED zu Fäden aufgereiht. Das Glas ist mit Edelgas zur besseren Wärmeleitung gefüllt. Es gibt sie bereits in vielen unterschiedlichen Bauformen Die Glühlampen LED, aus/an

42 Vergleich verschiedener Lampentypen Preis Lebens -dauer Stromverbrauch Spektrum Bewertung Glühlampe niedrig kurz sehr hoch kontinuierlich, rotlastig Halogenlampe niedrig kurz sehr hoch wie Glühlampe Halogenlampe IRC mittel kurz hoch wie Glühlampe Energiesparlampe mittel lang niedrig Linienspektrum! Leuchtstofflampe mittel lang niedriger Linienspektrum! LED Lampe (noch) hoch sehr lang sehr niedrig kontinuierlich, beliebige Lichtfarbe wählbar

43 Vergleich weiterer praxisrelevanter Eigenschaften Glühlampe Halogenlampe Halogenlampe IRC Energiesparlampe Leuchtstofflampe LED Lampe Kaum mehr empfehlenswert, Stromverbrauch zu hoch und Lebensdauer kurz. Nicht mehr verwenden, da Stromverbrauch zu hoch und Lebensdauer relativ kurz. Nur für kurze Nutzungszeiten verwenden, z.b. im Heizungskeller, Lager oder Außenbeleuchtung, die durch Näherungssensor eingeschaltet wird. Mittelfristig durch Energiesparlampe oder LED- Lampe ersetzen. Verwendbar für längere Einschaltzeiten, schlecht für kurze Einschaltzeiten. Vorsichtig behandeln, da bei Glasbruch giftiges Quecksilber austritt. Nur fachgerecht am Recyclinghof entsorgen. Verwendbar wo es auf gleichmäßige, großflächige Ausleuchtung ankommt, z.b. Arbeitsbereich. Vorsichtig behandeln, da bei Glasbruch giftiges Quecksilber austritt. Keine Probleme mit kurzer Einschaltdauer Verwendbar für kurze und lange Einschaltzeiten. Derzeit noch teuerer, wird aber durch den geringen Stromverbrauch und lange Lebensdauer in kurzer Zeit ausgeglichen. Nach Lichtfarbe auswählen und auf ausreichenden Lichtstrom (lm) achten.

44 Lichtfarbe Strahler Dimmen Was ist beim Kauf von LEDs zu beachten? Ausreichend Helligkeit Energieeffizienz Bauform, Sockel, Maße Angaben (Lumen) auf der Verpackung mit bisher genutzten Lampen vergleichen. Auf Effizienz achten: Helligkeit im Vergleich zum Stromverbrauch sollte größer als 70 Lumen pro Watt sein. Gewünschte Lichtfarbe wählen: In der Regel warmweiß (3000K), selten neutralweiß. Die richtige Bauform mit dem passenden Sockel auswählen. Auch die Abmessungen müssen beachtet werden. Keine Beleuchtungskörper mit Spezial-LED Lampen kaufen! (Für geschlossenen Einbau spezielle Typen erhältlich! ) Kaum ganz kleine LEDs erhältlich, da Elektronik u.wärmeabfuhr notwendig Den richtigen Abstrahlwinkel wählen und damit Angaben zur Helligkeit (in Candela) vergleichen, jedoch lm glaubhafter! Beachten, dass sich LEDs meist nicht dimmen lassen. Vorschaltgeräte, Trafos Lebensdauer Preis Mindestbelastung von elektronischen Trafos beachten, ggf. passenden Trafo für LEDs kaufen. Angegebene Lebensdauer sollte mindestens , besser noch Stunden betragen. Teilweise großer Preisunterschiede, Marken bevorzugen

45 Fragen? Und zum Schluss: Noch Fragen? Nur zu, vielleicht können wir sie beantworten. Vielleicht aber auch nicht, dann gibt es noch die echten Profis! Besten Dank für die Aufmerksamkeit. Und nun auf zum Stromsparen mit gutem Licht!!!. Noch ein paar Infos zum Herunterladen: Empfehlungen zum Lampenkauf Interpretation der Packungsangaben

46 Ende

47 Ende

48 Ende

49 Ende Ergänzungsmaterial

50 Spannung und Strom Leuchtstofflampe, konventionelles Vorschaltgerät Leuchtstofflampe, elektronisches Vorschaltgerät Linear-LED-Lampe, separates Vorschaltgerät Linear-LED-Lampe, Sylvania, integriertes Vorschaltgerät

51 Zusammenhang Lichtstrom (lm) und Lichtstärke (cd) Lichtstärke (cd) und Lichtstrom (lm) stehen im direkten Zusammenhang, da ja die gesamte Strahlungsleistung einer Lichtquelle berücksichtigt wird. Die Lichtstärke (cd) wird vor allem bei Leuchtmitteln angegeben, welche das Licht in eine bestimmte Richtung abgeben, z.b. Reflektorlampen. Diese haben häufig unterschiedliche Abstrahlwinkel (α) und eine reine Angabe des Lichtstromes (lm) würde keine Aussage zulassen, wie hell die Lampe im beleuchtetem Bereich wirkt. Errechnet wird die Lichtstärke (cd) mit folgender Formel: 1cd = 12,566.. lm / 4 xπxraumwinkel sr

52 Lichtfarbendefinition (Leuchtstofflampen) Lichtfarben Eigenschaften und Eignung Internat. Kennzeichnung Ra/10 Farbtemp./100 Farbtemperatur Tageslicht wolkenl. Himmel Büros, Klassenräume, Krankenzimmer K Sonnenscheinähnliches Licht Natürliche Farbwiedergabe. Mit Tageslicht kombinierbar Volles Lichtspektrum wird wiedergegeben, besonders für das seelische Wohlbefinden von Mensch und Tier und für Pflanzen geeignet K Tageslichtweiß "tw" WieTageslicht bei bewölktem Himmel. Sehr kaltes Licht für den Einsatz in technische Bereiche K Neutralweiß "nw" Sehr gute Farbwiedergabe. Bad, Küche, Flur, Büro, Blumenanstrahlung K Universal-Weiß Mittlere Farbwiedergabe und mittlere Lichtausbeute. Mit Tageslicht kombinierbar (kein Zwielicht). Außer in Wohnräumen, universell verwendbar K Warmweiß (-ton) "ww" Warmes, weiches Licht bei hoher Lichtausbeute und schlechter Farbwiedergabe. Kombinierbar mit Glühlampenlicht, da der Gelbanteil des Farbspektrums überwiegt. Bad, Küche, Flur, Büro, Keller, Garage K Warmweiß (-ton) de Luxe Warmweiß (-ton) de Luxe K Glühlampenähnliches LichtG Warmweiß (-ton) de Luxe K

53 Spektrenvergleich: Schwarze Strahler verschiedener Temperatur, Glühlampe, Standard-Sonne und Augenempfindlichkeit 100 re la tive E in h e ite n UV Wärmestrahlung Wellenlänge in nm ASTM_173_03_Standar d_sonnenspektrum_am _1,5 (Direct+Circumsolar) Glühlampe 60 W Augenempfindlichkeitskurve (Tagsehen, 1995) Sichtbares Spektrum

54 Spektrenvergleich: Schwarze Strahler verschiedener Temperatur, Glühlampe, Standard-Sonne und Augenempfindlichkeit relative Einheiten UV 400 Wärmestrahlung Wellenlänge in nm Sichtbares Spektrum ASTM_173_03_ Standard_Sonne nspektrum_etr (extraterrestrisch) ASTM_173_03_ Standard_Sonne nspektrum_am_1,5 (Direct+Circumso lar) ASTM_173_03_ Standard_Sonne nspektrum_am_1,5 (Global Tilt 37 )

55 Spektren von PC- Monitoren Monitor, ca. 3 Jahre alt, Backlight Leuchtstofflampen Monitor, ca. 2 Jahre alt, Backlight LED Gibt es Einschlafprobleme?

56 Effizienz-Klassen für Lampen Die Effizienz-Klassen reichen von A = sehr effiziente Lampen bis zur schlechtesten Effizienz-Klasse G. Glühlampen verbrauchen so viel Strom, dass sie lediglich Klasse D erreichen. Auch Halogenlampen für Netzspannung erreichen derzeit nur Klasse D oder E. Wesentlich effizienter und Strom sparender arbeiten Halogenlampen mit IRC- Beschichtung; sie erreichen Klasse C. Beste Sparer: Energiesparlampen und LEDs Meister im Strom sparen sind Energiesparlampen mit eingebautem elektronischen Vorschaltgerät (EVG): Sie punkten mit minimalem Stromverbrauch und langer Lebensdauer. Dafür wurden sie von der EU je nach Typ in die Energie-Effizienz- Klassen A und B eingeordnet.

57 Kostenrechnung 10 Jahre Glühlampe Halogenlampe Standard Halogenlampe (IRC) Energiespar lampe Leuchtstofflampen LED Lampe Elektrische Leistung 60 W 45 W 42 W 13 W 13 W 9 W Kosten pro Lampe ca. 1,50 2, Mittlere Nennlebensdauer h h h Anschaffungskosten 15 12, (3) Stromverbrauch 600 kwh 450 kwh 420 kwh 130 kwh 130 kwh 90 kwh Energiekosten Gesamtkosten in 10 Jahren Für die verschiedenen Leuchtmittel wurde ein Kostenvergleich über 10 Jahre aufgrund der Anschaffungskosten und Stromverbrauch durchgeführt. Die Rechnung zeigt, dass die aktuell noch relativ teuren LEDs sich sehr schnell rechnen Berechnung auf Basis folgender Daten: Nutzung von 3h pro Tag an 333 Tagen pro Jahr (1000 h/a), Strompreis 0,30 pro kwh

58 Was bedeuten lm bei 90? Aus Sylvania Prospekt 2013 Von Watt zu Lumen Seite 5

59 100 Berechnung von Spotlampen (I) Geometriedaten der Beleuchtungssituation (Parameter: Öffnungswinkel) Durchm esser der bestrahlten Fläche in "m " , ,01 0,1 1 Abstand der Lichtquelle von der bestrahlten Fläche in "m"

60 Berechnung von Spotlampen (II) maximale Beleuchtungsstärke in "lx" im Zentrum der beleuchteten Fläche gegen die Lichtstärke "cd" (Parameter: Abstand in "m" der Lichtquelle von der beleuchteten Fläche) Beleuchtungs s tärke in "lx" Lichtstärke in "cd" 0,1 m 0,2 m 0,3 m 0,4 m 0,5 m 0,7 m 1,0 m 1,5 m 2,0 m 2,5 m

61 Berechnung von Spotlampen (III) Mittlere, im gesamten Beleuchtungsöffnungswinkel richtungsunabhängige (isotrope) Lichtstärke in cd als Funktion des (gesamten) Lichtstroms in lm für verschiedene Beleuchtungsöffnungswinkel Lichtstärke in cd sub-title sub-title Lichtstrom in lm

62 Höhere Beleuchtungsstärke zum Zentrum hin Faktor um den die Beleuchtungsstärke im Zentrum (senkrechter Lichteinfall!) höher ist als an den zentrumsfernen Orten, die unter dem Beleuchtungswinkel vom Licht getroffen werden (bei räumlich konstanter (isotroper), also richtungsunabhängiger Lichtstärke) 100 Mittenüberhöhungsfaktor der Beleuchtungsstärke Beleuchtungswinkel in

63 Niedrigere Beleuchtungsstärke zum Rand hin Faktor um den die Beleuchtungsstärke an den zentrumsfernen Orten, die unter dem Beleuchtungswinkel vom Licht getroffen werden niedriger ist als im Zentrum (senkrechter Lichteinfall!) (bei räumlich konstanter (isotroper), also richtungsunabhängiger Lichtstärke) 1,000 0,900 Reduktionsfaktor der Beleuchtungsstärke 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0, Beleuchtungswinkel in

64 Niedrigere Beleuchtungsstärke zum Rand hin Faktor um den die Beleuchtungsstärke an den zentrumsfernen Orten, die unter dem Beleuchtungswinkel vom Licht getroffen werden niedriger ist als im Zentrum (senkrechter Lichteinfall!) (bei räumlich konstanter (isotroper), also richtungsunabhängiger Lichtstärke) 1 Reduktionsfaktor der Beleuchtungsstärke 0,1 0, Beleuchtungswinkel in